JP4191461B2 - カメラ用絞り機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステップモータの往復回転によって絞り羽根を開閉駆動するようにしたカメラ用絞り機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来からカメラ用の絞り機構としては、絞り板が、一つ又は複数の円形の開口部を有していて、被写体輝度に応じてそれらの開口部の一つを撮影光路内に進入させるように構成したものと、撮影光路用開口の周囲において光軸を中心にして略等角度間隔に配置されている複数枚の絞り羽根を、光軸を中心にして回転する絞り駆動リングによって同時に作動させ、被写体輝度に応じて撮影光の光路面積を連続的に変え得るようにした構成のものとがあるが、本発明は、後者のタイプのカメラ用絞り機構に関する。
【０００３】
ところで、最近は、カメラの電動化が急速に進み、上記のような絞り駆動リングをステップモータによって往復回転させるものが多くなっている。そして、そのような絞り機構としては、ステップモータを予めユニットとして構成しておき、それを、絞り地板に取り付けるのが普通であった。ところが、最近では、絞り機構の地板を合成樹脂で製作することが多くなってきたことから、永久磁石製の回転子を収容するために、軸方向の一方を開放部とし他方を閉塞部とした円筒状の筒部を地板と一体的に形成し、固定子は、その筒部の外側に取り付けられ、磁極部だけを回転子の周面に対向させ得るように構成したものが知られている（特許文献１参照）。また、その筒部を別部材として構成し、それを絞り地板に取り付けるように構成したものも知られている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１３１８０２号公報（第３頁、図１，図２）
【特許文献２】
特開２００２−９０７９８号公報（第４頁、図１，図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特許文献１，２に記載されているように、この種のステップモータの回転子は、上記の円筒状をした筒部内に立設したロータ軸の周面で回転するように構成されている。そして、特許文献１におけるロータ軸（軸１ｎ）は、筒部（筒部１ｍ）の軸方向の一端を塞いでいる閉塞部と合成樹脂材料で一体成形されており、特許文献２におけるロータ軸（符号なし）は、具体的な説明はないものの、図２から判断して、金属製の軸部材の一端を、上記の閉塞部に固定している。また、何れのロータ軸も、閉塞部側の軸部の直径は、固定子の磁極部と回転子の永久磁石との関係を常に所定の状態に維持し、回転子の回転が安定して得られるようにするために大きく形成されていて、先端部側の軸部の直径は、出力歯車から絞り駆動リングに至る伝達機構を最適な配置構成にするために小さく形成されている。
【０００６】
ところで、このような構成の場合には、回転子の回転中心に形成された長い軸受け孔の壁面が上記のロータ軸の全長にわたってその周面に接触しているため、両者の摺接面積が非常に大きく、それに伴って摩擦力が大きくなっている。そのため、大きな回転トルクを要求され、消費電力の点で難がある。また、軸受け孔の壁面とロータ軸の周面は、それらの全面にわたって高精度な加工を要求されるため、コストの点で難がある。更に、両者の加工精度に問題があると、磨耗紛を発生させたり雑音を発生させたりして、前者の場合には回転子の円滑な回転の妨げとなり、後者の場合には録音機能のあるカメラにとっては不利なものとなってしまうことがある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ユニット化されたステップモータを絞り機構の地板に組み付けるのではなく、それらの構成部品を絞り機構の地板などに組み付けていくようにして構成した電動式の絞り機構において、ステップモータの回転子を円滑に回転させることができ、且つ省電力化，低コスト化，耐久性の向上などを可能にしたカメラ用絞り機構を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明のカメラ用絞り機構は、軸方向の一方を開放部とし他方を閉塞部とした円筒状の筒部をその軸方向が光軸と平行になるようにして撮影光路用開口の側方位置に形成している地板と、前記筒部の外側に配置されておりコイルを巻回して先端の磁極部を前記筒部の周面に形成された溝から内部に向けて挿入している少なくとも一つの固定子ヨークと、前記閉塞部の略中央部に光軸と平行となるようにして立設されているロータ軸と、永久磁石の周面を前記固定子ヨークの磁極部に対向させ出力歯車を前記筒部の開放部側に一体的に有しており回転中心に形成された軸受け孔で前記ロータ軸に対して回転可能に取り付けられている永久磁石回転子と、前記出力歯車に連動して光軸を中心にして往復回転させられる絞り駆動リングと、撮影光路用開口の周囲に光軸を中心にして略等角度間隔に配置されており前記絞り駆動リングの往復回転によって撮影光の光路面積を変化させる複数枚の絞り羽根と、を備えており、前記ロータ軸には、前記永久磁石が径方向位置に存在する第１領域とその他の第２領域に前記軸受け孔に摺接する軸受け輪部が少なくとも一つずつ形成されており、前記軸受け輪部には、その円周面に潤滑油を蓄え得るリング状の溝が形成されていて、前記第１領域に形成されている軸受け輪部の直径は、前記第２領域に形成されている軸受け輪部の直径よりも大きいことを特徴とする。
【０００９】
その場合、前記ロータ軸には、前記第１領域に直径の同じ二つの軸受け輪部が形成されていて、前記第２領域に一つの軸受け輪部が形成されているようにすると、回転子の安定した回転を確保しつつ絞り駆動リングへの伝達機構を有利に構成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１及び図２に示した実施例によって説明する。尚、本実施例は、ステップモータを駆動源とした絞り機構と、カメラ分野ではムービングマグネット型モータと称されている電流制御式のモータを駆動源としたシャッタ機構とを一つのユニットとして構成したものである。そして、図１は、その全体構成を示した分解斜視図であり、図２は、要部の構成を詳細に示した断面図である。
【００１２】
先ず、本実施例の全体的な構成を説明する。地板１は、合成樹脂製であって極めて複雑な凹凸形状をしている。地板１とカバー板２とは、地板１のフック部１ａをカバー板２の切欠き部２ａの縁に掛け、且つ地板１の孔１ｂ，１ｃとカバー板２の孔２ｂ，２ｃとを合わせておき、図示していないビスによって固定されている。また、地板１とカバー板２との間には所定の空間が設けられていて、その空間を仕切板３が仕切ることによって、地板１と仕切板３との間に絞り室を構成し、カバー板２と仕切板３との間にシャッタ室を構成している。地板１，カバー板２，仕切板３には、略中央部に撮影光路用の開口部１ｄ，２ｄ，３ａが形成されているが、開口部３ａの直径が一番小さく、撮影光路用開口（即ち、絞りの最大口径）を規制している。
【００１３】
次に、シャッタ機構の構成を説明する。地板１に立設された軸１ｅ，１ｆは、仕切板３に形成された孔３ｂ，３ｃを貫通してシャッタ室内に延伸し、シャッタ羽根４，５の孔４ａ，５ａに嵌合している。また、図１において、地板１の下面には、ムービングマグネット型モータなどと称されている電流制御式のモータ６が取り付けられている。このモータ６は、周知であるため、詳細な説明は省略するが、永久磁石製の回転子が、固定子コイルに対する通電方向に対応した方向へ所定の角度だけ回転するモータであって、本実施例においては、その回転子と一体に所定の角度だけ作動する駆動ピン６ａが、仕切板３の長孔３ｄを貫通し、シャッタ室内でシャッタ羽根４，５の長孔４ｂ，５ｂに嵌合している。従って、シャッタ羽根４，５は、図１において駆動ピン６ａが反時計方向へ回転すると開口部３ａを閉じ、その後、駆動ピン６ａが時計方向へ回転すると開口部３ａを開くようになっている。
【００１４】
次に絞り機構を説明する。地板１には、開口部１ｄの周囲に環状の溝１ｇが形成されていて、その中に、絞り駆動リング７が配置されている。この絞り駆動リング７は、カムリングなどと称されていて、光軸を中心にして等角度間隔に五つのカム溝７ａを形成しており、外周縁の一部には、光軸を中心にした所定の角度範囲に歯部７ｂが形成されている。また、５枚の絞り羽根８は、夫々地板１側の面に二つのピン８ａ，８ｂを有していているが、ピン８ｂについては、１枚の絞り羽根についてだけ図示してある。そして、ピン８ａは、地板１に形成された夫々の孔１ｈに嵌合し、ピン８ｂは、絞り駆動リング７の夫々のカム溝７ａに嵌合している。従って、撮影に先立って、図１において絞り駆動リング７が時計方向へ回転させられると、５枚の絞り羽根８は、同時に時計方向へ回転して開口部３ａを閉じてゆき、所定の絞り口径位置で停止させられ、その状態で撮影が終了すると、絞り駆動リング７が反時計方向へ回転させられ図１の全開状態に復帰するようになっている。
【００１５】
そこで、絞り駆動リング７を往復回転させるための機構を、主に図２を用いて説明する。地板１には、開口部１ｄの側方位置に、筒部１ｉが形成されている。この筒部１ｉは、その軸方向が光軸と平行であって、その軸方向の一方を開放部とし他方を閉塞部とした円筒状をしている。また、本実施例の固定子構成は周知であって、上記の特許文献１，２に記載のものと実質的に同じである。そのため、その全ての構成を示してはいないが、筒部１ｉの外側には、コ字状をしていて二つの脚部の一方にコイルを巻回した二つのヨーク９，１０が取り付けられている。そして、夫々二つの脚部の先端を磁極部とし、それらの磁極部を筒部１ｉの周面に形成された夫々の溝１ｊから内部に向けて挿入している。尚、本実施例においては、二つのヨーク９，１０を設けているが、理論的には一つであっても構わない。
【００１６】
次に、回転子の支持構成を説明する。筒部１ｉの内部には、その閉塞部の略中央部にロータ軸１１が立設されている。このロータ軸１１は真鍮製であって、光軸と平行となるようにして、その一端をかしめ加工によって固定されている。また、このロータ軸１１は、その先端までの３箇所に軸受け輪部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを形成しているが、軸受け輪部１１ａ，１１ｂの直径は同じであって、軸受け輪部１１ｃの直径よりも大きい。更に、軸受け輪部１１ａ，１１ｂ，１１ｃには、その円周面に、リング状の溝１１ｄ，１１ｅ，１１ｆが形成されていて、その内部にαオルフィン系オイルやグリースなどの潤滑油を溜めるようになっている。そして、このロータ軸１１の先端は、カバー板２の孔２ｅ（図１参照）に嵌合させられている。
【００１７】
そこで、このようなロータ軸１１に対して回転可能に取り付けられている回転子１２の構成を説明する。回転子１２は、ロータ軸１１との嵌合部が合成樹脂製であって、４極に着磁された円筒状の永久磁石１２ａをアウトサート加工によって一体的に成形していると共に、筒部１ｉの開放部側には出力歯車１２ｂを一体的に形成している。そして、永久磁石１２ａの周面をヨーク９，１０の磁極部に対向させ、回転中心に形成された軸受け孔を、ロータ軸１１の三つの軸受け輪部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの円周面とだけ接触させている。
【００１８】
最後に、回転子１２の回転を、上記の絞り駆動リング７に伝達するための構成を説明する。地板１には、軸１ｋが立設されており、その先端をカバー板２の孔２ｆに嵌合させている。また、この軸１ｋには親子歯車１３が回転可能に取り付けられていて、親歯車を回転子１２の出力歯車１２ｂに噛合させ、子歯車を絞り駆動リング７の歯部７ｂに噛合させている。そのため、図１において、回転子１２が時計方向へ回転すると、上記のように絞り駆動リング７が時計方向へ回転して、絞り羽根８を絞り込んでゆき、その後、回転子１２が反時計方向へ回転すると、絞り駆動リング７も反時計方向へ回転して、図１の全開状態（絞りの最大口径制御状態）に復帰するようになっている。そして、このような構成のモータは、上記の説明からも分かるようにステップモータであって、パルス制御によって絞り駆動リング７を所定の位置で停止させ、絞り羽根８によって所定の絞り口径を形成するようになっている。
【００１９】
このように、本実施例によれば、回転子１２の軸受け孔がロータ軸１１に設けられた三つの軸受け輪部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの周面にだけ摺接するので、両者の摺接面積が小さくて済み円滑な回転が行える。しかも、本実施例はそのうえに、軸受け輪部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの周面には溝１１ｄ，１１ｅ，１１ｆが形成されていて、そこに潤滑油が蓄えられているので、摺接面には常にそれらの皮膜ができていて、摺接面の磨耗も少なく且つ回転子１２の回転が一層円滑に行えるようになっている。そのため、従来よりも大きな回転トルクを必要とせず、消費電力の点でも有利である。また、ロータ軸１１の加工は、その全周面にわたって精度をよくする必要はなく、軸受け輪部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの周面だけ高精度に仕上げればよいので、コストの点でも有利である。
【００２０】
尚、上記の実施例においては、ロータ軸１１に三つの軸受け輪部１１ａ，１１ｂ，１１ｃを設け、そのうち二つの軸受け輪部１１ａ，１１ｂの直径をもう一つの軸受け輪部１１ｃよりも大きくしている。それは、回転子１２が、他の部材よりも比較的重い永久磁石１２ａの円周面とヨーク９，１０の磁極部との対向関係を常に一定に保ち、安定した回転を行えるようにするために、永久磁石１２ａの回転運動に伴なうブレの影響を最も受け易い領域、即ち永久磁石１２ａの存在するところでは出来るだけ直径を大きくしておきたいことと、絞り駆動リング７に対する伝達構成を出来るだけコンパクトに構成するために、出力歯車１２ｂの直径を小さくした方が有利であるからである。しかしながら、そのような配慮を必要としない場合には、軸受け輪部は少なくとも二つあればよく、またそれらの直径は同じであっても差し支えない。また、実施例においては、ロータ軸１１が真鍮製の場合で説明したが、本発明はそれに限るものではなく、他の金属製であってもよいし、合成樹脂製であっても構わない。
【００２１】
また、上記の実施例においては、回転子１２の回転を一層円滑にするために、軸受け輪部１１ａ，１１ｂ，１１ｃの円周面に溝１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを形成し、そこに潤滑油を溜めるようにしているが、溝１１ｄ，１１ｅ，１１ｆを形成せずに、それらの円周面に潤滑油を塗布するだけでも構わない。また、溝１１ｄ，１１ｅ，１１ｆの代わりに、円周面に複数の凹部（窪み）を形成し、それらに潤滑油を溜めるようにしても構わない。その場合、ロータ軸１１が金属製であれば、その表面に、酸又はアルカリ性水溶液を用いて無電解で生成した化成皮膜を形成し、その粗面化された表面凹部に潤滑油を溜めるようにしても構わない。
【００２２】
更に、上記の実施例においては、筒部１ｉが地板１と同時一体成形によって形成されている。しかしながら、図１から分かるように、地板１の形状は極めて複雑な形状をしている。そのため、金型も含めた成形技術上の問題やコスト上の問題などがある場合は、筒部１ｉを別部材として製作し、組立段階で地板１に取り付けるようにしても差し支えない。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように、本発明は、ステップモータの構成部材を地板に順に組み付けて製作するカメラ用絞り機構において、地板に立設されているロータ軸に、その軸径よりも直径の大きな軸受け輪部を複数設けたので、回転子の軸受け孔との摺接面積が小さくなって、回転子を円滑に回転させることが可能である。また、軸受け輪部の円周面にリング状の溝を形成して潤滑油を溜めるようにしたので、回転子を一層円滑に回転させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の全体構成を示した分解斜視図である。
【図２】実施例の要部の構成を詳細に示した断面図である。
【符号の説明】
１ 地板
１ａ フック部
１ｂ，１ｃ，１ｈ，２ｂ，２ｃ，２ｅ，２ｆ，３ｂ，３ｃ，４ａ，５ａ 孔
１ｄ，２ｄ，３ａ 開口部
１ｅ，１ｆ，１ｋ 軸
１ｇ，１ｊ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ 溝
１ｉ 筒部
２ カバー板
２ａ 切欠き部
３ 仕切板
３ｄ，４ｂ，５ｂ 長孔
４，５ シャッタ羽根
６ モータ
６ａ 駆動ピン
７ 絞り駆動リング
７ａ カム溝
７ｂ 歯部
８ 絞り羽根
８ａ，８ｂ ピン
９，１０ ヨーク
１１ ロータ軸
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 軸受け輪部
１２ 回転子
１２ａ 永久磁石
１２ｂ 出力歯車
１３ 親子歯車

Claims (2)

1. 軸方向の一方を開放部とし他方を閉塞部とした円筒状の筒部をその軸方向が光軸と平行になるようにして撮影光路用開口の側方位置に形成している地板と、前記筒部の外側に配置されておりコイルを巻回して先端の磁極部を前記筒部の周面に形成された溝から内部に向けて挿入している少なくとも一つの固定子ヨークと、前記閉塞部の略中央部に光軸と平行となるようにして立設されているロータ軸と、永久磁石の周面を前記固定子ヨークの磁極部に対向させ出力歯車を前記筒部の開放部側に一体的に有しており回転中心に形成された軸受け孔で前記ロータ軸に対して回転可能に取り付けられている永久磁石回転子と、前記出力歯車に連動して光軸を中心にして往復回転させられる絞り駆動リングと、撮影光路用開口の周囲に光軸を中心にして略等角度間隔に配置されており前記絞り駆動リングの往復回転によって撮影光の光路面積を変化させる複数枚の絞り羽根と、を備えており、前記ロータ軸には、前記永久磁石が径方向位置に存在する第１領域とその他の第２領域に前記軸受け孔に摺接する軸受け輪部が少なくとも一つずつ形成されており、前記軸受け輪部には、その円周面に潤滑油を蓄え得るリング状の溝が形成されていて、前記第１領域に形成されている軸受け輪部の直径は、前記第２領域に形成されている軸受け輪部の直径よりも大きいことを特徴とするカメラ用絞り機構。
2. 前記ロータ軸には、前記第１領域に直径の同じ二つの軸受け輪部が形成されていて、前記第２領域に一つの軸受け輪部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ用絞り機構。

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